基于CDIO理念的《食品化學(xué)》理實(shí)一體化教學(xué)改革思考

李曉英

摘要：CDIO即構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)現(xiàn)（Implement）和運(yùn)作（Operate）理念，是為工科學(xué)生提出的一種將理論與社會(huì)實(shí)踐密切關(guān)聯(lián)的工程教育理念。基于這一理論，本文提出食品化學(xué)理論與實(shí)驗(yàn)的一體化教學(xué)改革思考，以期通過重組教學(xué)內(nèi)容，加強(qiáng)學(xué)生在課前預(yù)習(xí)、課中教學(xué)、課后實(shí)驗(yàn)的參與度，理論與實(shí)踐充分結(jié)合的教學(xué)模式，使學(xué)生成為專業(yè)基礎(chǔ)扎實(shí)、實(shí)踐能力突出、具有創(chuàng)新能力的適應(yīng)食品產(chǎn)業(yè)發(fā)展和市場需求的專業(yè)技術(shù)人才。

關(guān)鍵詞：食品化學(xué)；CDIO理論；一體化教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G420 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2018）48-0101-02

CDIO理論是近年國外高等工程教育的創(chuàng)新模式，強(qiáng)調(diào)工程教育應(yīng)當(dāng)關(guān)注實(shí)踐，這種教育理念與各工程專業(yè)的人才培養(yǎng)方案相結(jié)合，將教育過程置身于產(chǎn)品生命周期的具體情境中[1]，以科技為基礎(chǔ)，把專業(yè)理論、實(shí)踐和創(chuàng)新能力有機(jī)結(jié)合融入教學(xué)全過程，使專業(yè)知識(shí)和工程能力形成一個(gè)有機(jī)整體，有利于培養(yǎng)出新一代高水平工程師。近年來，CDIO不斷被各高校應(yīng)用于工程專業(yè)的教學(xué)改革中，成效顯著，學(xué)生的工程實(shí)踐創(chuàng)新能力也有顯著提高[2-4]。

食品化學(xué)涉及的內(nèi)容廣泛，兼于化學(xué)與食品科學(xué)之間，偏重于食品科學(xué)，是食品科學(xué)與工程、食品質(zhì)量與安全等專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課，是許多后續(xù)專業(yè)技術(shù)（食品加工技術(shù)、食品分析技術(shù)、開發(fā)食品保藏的新理論、新技術(shù)等）和新的研究方法的前提和基礎(chǔ)。通過食品化學(xué)課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生既要對(duì)食品材料中主要成分的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)充分理解并掌握，更重要的是熟悉這些物質(zhì)在食品加工和保藏中的物理、化學(xué)及質(zhì)構(gòu)變化，以及各成分間的相互作用和變化規(guī)律對(duì)食品色、香、味、質(zhì)構(gòu)、營養(yǎng)和保藏穩(wěn)定性的影響。掌握這些理論和技術(shù)，學(xué)生今后便能順利地從事食品加工生產(chǎn)、食品質(zhì)量檢測和食品質(zhì)量安全管理等工作。

一、重組教學(xué)內(nèi)容

高等農(nóng)林院校“十一五”規(guī)劃教材《食品化學(xué)》是基于食品組成成分的化學(xué)分類法對(duì)食品化學(xué)課程體系的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行編寫，是目前國內(nèi)外食品化學(xué)專著或教材普遍采用的方法。主要包括水、碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、維生素、礦物質(zhì)、天然色素、風(fēng)味物質(zhì)、添加劑、有害成分幾個(gè)章節(jié)，各章節(jié)內(nèi)容都是以介紹其“結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及加工貯藏過程中的變化及影響因素”這樣的思路進(jìn)行編排的。根據(jù)多次教學(xué)研討，減少了一些與其他課程重復(fù)的內(nèi)容。依據(jù)食品工業(yè)常見的化學(xué)成分的變化為指導(dǎo)，重新組織教學(xué)內(nèi)容，見下圖。

二、應(yīng)用PBL（problem based learning）于教學(xué)中

課前提出問題，由教師給定部分問題和學(xué)生自行預(yù)習(xí)提出問題，達(dá)到使學(xué)生熟悉即將講授的課程內(nèi)容及相關(guān)知識(shí)的目的；課堂導(dǎo)入問題，激發(fā)學(xué)生求知欲，針對(duì)之前的問題進(jìn)行重點(diǎn)知識(shí)講解與討論，并請(qǐng)學(xué)生總結(jié)；課后，提出課后思考題，引導(dǎo)課后復(fù)習(xí)，通過教材、文獻(xiàn)和互聯(lián)網(wǎng)等媒介查找資料，獲取相關(guān)知識(shí)，達(dá)到自我消化、吸收整理知識(shí)的目的。這一過程，從食品化學(xué)理論的角度，以遵循了CDIO理論，即構(gòu)思（conceive）主要教學(xué)內(nèi)容、設(shè)計(jì)（design）教學(xué)方法和提出或引入問題、實(shí)現(xiàn)（implement）課堂討論及問題分析總結(jié)、運(yùn)作（operate）可操作性的實(shí)驗(yàn)。這些問題或案例可以來源于食品加工工業(yè)、食品理化檢驗(yàn)及日常生活，最終通過學(xué)習(xí)，獲得解決加工、檢測和生活實(shí)際問題的理論基礎(chǔ)，真正讓學(xué)生“學(xué)以致用”。

三、密切結(jié)合理論與實(shí)踐

以CDIO理論為指導(dǎo)，針對(duì)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)，依據(jù)在食品工業(yè)上經(jīng)常發(fā)生的一些化學(xué)現(xiàn)象，結(jié)合理論教學(xué)，選擇三個(gè)層面來確定具體的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，以加深學(xué)生對(duì)食品化學(xué)基礎(chǔ)理論與食品加工、貯藏過程中各種變化的理解、掌握與實(shí)際應(yīng)用能力。一個(gè)層面是理論驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。理論驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)就是保持原來食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程中與食品化學(xué)理論教學(xué)聯(lián)系緊密的一些簡單實(shí)驗(yàn)。如“淀粉糊化程度的測定”、“脂肪新鮮度和氧化程度測定”、“蛋白質(zhì)功能性質(zhì)測定”等，這部分實(shí)驗(yàn)的目的是讓學(xué)生對(duì)課堂理論教學(xué)中的主要知識(shí)點(diǎn)有更直觀的理解，在講授到相關(guān)內(nèi)容即可開展相應(yīng)實(shí)驗(yàn)，在特定實(shí)驗(yàn)條件下得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并能用理論知識(shí)解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。各小組可進(jìn)行完全相同的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。另一層面是探索性實(shí)驗(yàn)。拓展對(duì)理論教學(xué)的理解與認(rèn)識(shí)，要求學(xué)生將單一指標(biāo)作為研究實(shí)驗(yàn)的觀察點(diǎn)，觀測其連續(xù)或階段性變化時(shí)對(duì)特定指標(biāo)的影響，如“糖濃度對(duì)食品水分活度的影響”、“明膠濃度對(duì)形成的凝膠質(zhì)構(gòu)的影響”、“淀粉糖化過程中DE值的變化”、“油炸時(shí)間對(duì)油脂品質(zhì)影響的研究”等，讓學(xué)生進(jìn)一步深入理解因素與指標(biāo)之間變化規(guī)律。在實(shí)驗(yàn)過程中，實(shí)驗(yàn)教師提出了實(shí)驗(yàn)任務(wù)和詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，要求各實(shí)驗(yàn)小組間因素設(shè)計(jì)不雷同。

四、完善考核方式

精細(xì)化課程考核方式。理論和實(shí)驗(yàn)各占50%，其中理論成績又分為：期末考試成績占40%，課前提出問題及課堂回答問題的能力占20%，平時(shí)作業(yè)質(zhì)量占20%，就食品化學(xué)某個(gè)問題制作簡短的PPT并在課堂上進(jìn)行講解20%；實(shí)驗(yàn)成績的構(gòu)成：驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)20%，設(shè)計(jì)和綜合實(shí)驗(yàn)80%（實(shí)驗(yàn)選題及方案設(shè)計(jì)20%，實(shí)驗(yàn)操作20%，實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄、分析和討論30%，綜合實(shí)驗(yàn)考核30%）。考核評(píng)價(jià)方式的改革，有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性，也將學(xué)生從刻板的記憶知識(shí)中解脫出來，更多地去注重對(duì)知識(shí)的靈活運(yùn)用和實(shí)踐操作能力的培養(yǎng)，亦能使教師教學(xué)方法得到根本性轉(zhuǎn)變，注重對(duì)學(xué)生理論與實(shí)踐的綜合能力培養(yǎng)，從而培養(yǎng)出創(chuàng)新性應(yīng)用型人才。

總之，期望通過以CDIO理念為導(dǎo)向的、“實(shí)踐—理論—設(shè)計(jì)—再實(shí)踐”的改革思路，尊重客觀規(guī)律，注重學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)，在不斷實(shí)踐的過程中，讓學(xué)生加深對(duì)理論知識(shí)的理解，體會(huì)食品化學(xué)作為專業(yè)基礎(chǔ)課的重要性和地位，為社會(huì)培養(yǎng)出適應(yīng)行業(yè)發(fā)展、市場需要的高素質(zhì)復(fù)合型專業(yè)技術(shù)人才，為地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)和行業(yè)發(fā)展服務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭子俠，胡克強(qiáng)，汪東，等.大型國際綜合性運(yùn)動(dòng)會(huì)運(yùn)動(dòng)員村食品衛(wèi)生管理模式的研究[J].中國食品衛(wèi)生雜志，2002，14（3）：6-9.

[2]顧佩華，沈民奮，李升平，等.從CDIO到EIP-CDIO―汕頭大學(xué)工程教育與人才培養(yǎng)模式探索[J].高等工程教育研究，2008，（1）：12.

[3]曹淼孫，梁志星.基于CDIO理念的工程專業(yè)教師角色轉(zhuǎn)型[J].高等工程教育研究，2012，（1）：88-91.

[4]王碩旺，洪成文.CDIO：美國麻省理工學(xué)院工程教育的經(jīng)典模式[J].理工高教研究，2009，28（4）：116-119.

Abstract：The idea of：CDIO is Conceiveve，Design，implementation and Operation，which is a kind of engineering education idea which is put forward for engineering students，which is closely related to theory and social practice.Based on this theory，this paper puts forward the reform of integrated teaching of food chemistry theory and experiment in order to strengthen students' participation in pre-study，teaching and experiment after class by reorganizing the teaching contents.The teaching mode of combining theory with practice makes the students have solid professional foundation and practice ability.Out，has the innovation ability to adapt the food industry development and the market demand specialized technical talented person.

Key words："Food Chemistry"；CDIO Theory；integrated teaching reform